寧波招寶山大橋斜拉索掛設與拆除
董義進 （中鐵大橋局集團一公司）
提要： 本文介紹了寧波招寶山大橋主橋斜拉索掛設與拆除施工方法,安全技術措施。
關鍵詞： 斜拉橋掛設拆除施工技術
1 概況
寧波招寶山大橋主橋設計為主跨258m的獨塔預應力混凝土斜拉橋，共有斜拉索102根。
_斜拉索為外包熱擠高密度聚乙烯（簡稱pe料）的多根φ7mm高強鋼絲通過平行同心絞合2°～3°形成的半平行鋼絲斜拉索，兩端均為帶有內螺紋的冷鑄錨。按照不同的受力大小要求，纜索共分為109φ7~301φ7共七種規格，最短索長75.055m，為塔下0#索，最長索長231.
338m，為河側25#索，最粗索為岸側23#～25#索（301φ7），其單位長度重量達1.012kn/m，最小水平傾角α=27.0816°。
梁上索縱向間距為8m、橫向間距為28m，斜拉索在主塔和主梁上均採用螺母錨固，其掛設張拉和施工期間的調索均在樑端進行，全橋竣工後的調索在塔上進行。
由於主梁在懸臂澆築至23#塊離合龍尚差21m時發生主梁16#塊底板、斜腹板及直腹板壓潰斷裂事故，為使大橋恢復原設計功能，決定對主梁實施區域性拆除和加固重建，拆除範圍為主梁23#-15#塊9個節段，共拆除36根斜拉索，重建部分為主梁15#~25#塊及招寶山側3.5m過渡段和跨中1.5m合攏段，共掛設44根斜拉索。
2 斜拉索掛設方法及步驟
2．1斜拉索掛設方法選擇
斜拉索掛設的關鍵，是如何將斜拉索兩端錨頭牽引到錨固板外，將錨頭上錨固螺母戴好，隨著斜拉索的長度及重量加大，掛設牽引力也隨之加大。施工方案的選定取決於斜拉索掛設時的最大牽引力及張拉掛設條件，最大牽引力又與斜拉索長度、重量及傾斜角等因素有關，根據本橋具體特點，斜拉索在塔上是錨固在塔內水平鋼橫樑上，塔內空間狹小，操作困難，且斜拉索在牽引過程中要經過索導管入口、鋼橫樑進口蓋板和出口蓋板等三道關口，由於索自重垂度影響，牽引時錨杯角度極難控制，稍有偏差將會損壞錨杯絲扣，影響掛設工作質量及進度，因此斜拉索掛設基本原則是採用先塔上、後樑端，即塔上按設計要求的錨頭外露量戴上錨固螺帽，一次性安裝到位；樑端採用軟、硬牽引相結合的方法進行，將斜拉索樑端錨頭通過牽引杆固定在牽索掛籃上。
基於以上設想，為合理地選擇施工方法和配備機具、裝置，首先根據斜拉索的技術引數）和斜拉索在牽引過程中不同的工況，計算出全橋斜拉索在不同工況時的掛索牽引力。
計算結果表明：c1～c13（c1＇～c13＇）索只靠5t捲揚機鋼絲繩通過轉向滑車走2就能滿足斜拉索掛設的需要；c14～c25(c14＇～c25＇)索需要另外一種方法繼續牽引方能將索頭牽引杆錨固在反拉梁上。這種方法就是軟牽引，即利用多股鋼鉸線通過特殊聯結器與索頭牽引杆相連，配合ycd-60或ycd-100型千斤頂進行。
掛設步驟：上盤斜拉索進場檢查驗收→存放→運輸上橋→放索→斜拉索修補→檢查驗收→掛設→張拉牽索→體系轉換→張拉永久索。
2．2 塔端掛設步驟
⑴ 選擇配套的斜拉索錨頭吊點，並安裝到位。
⑵ 將從塔頂吊索架轉向滑車下來的鋼絲繩通過哈夫夾具與索頭相連。
⑶ 利用h3/36b塔式吊機在錨頭後端約2m處通過軟吊帶相連。
⑷ 塔吊及塔頂捲揚機、塔下放捲揚機同步將斜拉索提公升、展開索頭到達塔上索導管進口時，與索導管內引出的鋼絲繩相連，通過固定在上一層鋼橫樑上的倒鏈將索頭引進索導管及鋼橫樑，按設計要求的錨頭外露量戴上螺帽。牽引過程中利用塔吊和吊索架吊點及時調整斜拉索角度，以免損傷錨杯絲扣。
⑸ 拆除牽引裝置，完成塔端掛設任務（圖一）。
2．2 樑端掛設步驟
⑴ 利用梁上錨頭小車沿放索滑道將纜索牽引、展開。
⑵ 按要求連線索頭與牽引杆，並檢查驗收。
⑶ 在錨頭後端約12m處上好哈夫夾具（或軟吊帶），並根據牽引力的大小確定捲揚機鋼絲繩的走向和股數。
⑷ 對使用軟牽引的斜拉索（c14～c25、c14＇～c25＇），當索頭牽引將至索導管口時，安裝軟牽引鋼絞線及掛籃反拉梁上的ycd-60千斤頂。
⑸ 用掛籃前掛鉤上吊點和25t汽車吊機共同起吊斜拉索，調整角度，使錨頭對準索導管口，避免損傷錨杯絲扣。
⑹ 為保證軟牽引受力安全可靠，每根鋼絞線使用前均需進行拉力試驗，單根試驗張拉力不少於20t，使用張拉力不大於15t。
⑺待牽引杆能夠在反拉梁上錨固時，拆除軟牽引裝置
⑻利用6000kn千斤頂將斜拉索索力張拉至混凝土灌注前牽索索力（圖二）。
3 斜拉索放鬆及拆除
3．1 斜拉索調整及放鬆
由於在重建工程中對拆除下來的原斜拉索需要再利用，因此斜拉索放鬆與拆除是一項十分細緻而重要的工作，施工中既不能損傷纜索外包pe料保護層和鋼絲，又要保證主塔和主梁結構的受力安全，對於在這種在結構處於受力很敏感的情況下放鬆索力和拆除纜索尤其顯得更為重要。
大跨度斜拉橋主梁拆除是一項國內史無前例的工作，既沒有經驗可借鑑，又沒有資料可參考，因此在這種特殊的情況下選擇一種科學、可操作性強的施工方法是非常重要的。
為了選定合理的施工方案及配置施工設施，我們首先根據纜索技術引數和纜索在放鬆過程中不同工況過程，用懸鏈線簡化公式來計算不同工況下牽引索力。
拆除纜索不同工況下的牽引力見表1。
表1：拆除部分纜索牽引索力表
說明：n1：n#塊拆除時n#纜索的起始索力。
n2：牽索掛籃所允許的最大牽索索力。
n3：放索過程中φ150張拉桿在掛籃反拉梁處錨固時戴帽索力，此時索頭距錨墊板的距離為d=0.5+c,單位：m，其中c為索工作點到錨墊板間距，d、c值見表2。
n4：退索過程中索頭離開過索道管時索力。
n5：5t捲揚機鋼絲繩通過轉向滑車走2所允許的牽引力。
表2：d、c值統計表
纜索拆除可分為兩個階段，第一階段：索力調整和放鬆階段（n1→n2→n3），其中n1→n2為體系轉換前索力調整階段，n2→n3為體系轉換後混凝土解除安裝過程中索力放鬆階段；第二階段：退索階段（n3→n4→n5→0）。
為保證千斤頂位置與纜索位置對中，在安裝千斤頂前應在纜索錨固板上放出孔道十字中心線，焊接千斤頂撐腳定位角鋼。
為了控制主梁在拆除階段中斷口處的應力變化值，對斷口影響降低到最小程度，確保主梁總體結構安全，同時保證在施工中斜拉索應力≤0.55σb，在cn#索放鬆階段，需同步張拉c（n-1）#索索力，因此在cn#索處及c（n-1）#索處同時安裝調索千斤頂。在放鬆、張拉過程中嚴格按設計監控要求進行，索力放鬆與張拉採用分級和上、下游同步進行，準確量測錨頭外露量和油表讀數。
本橋索力調整及張拉以纜索伸縮量為控制引數，所測得油表索力讀數作校核，這種方法效果好，簡化操作步驟，縮短作業時間，能滿足索力調整精度要求。
3．2斜拉索退索及拆除
在拆除混凝土塊分批解除安裝完畢後，進入纜索退除階段。纜索退出索道管就需要特殊的裝置進行放鬆，對此經過研究、比較，總結以往經驗，決定在樑端採用軟接頭、硬牽引方法進行退索。軟接頭即利用鋼絞線的柔軟性來自行調整由於纜索自重造成的傾角問題，採用yc60型千斤頂通過張拉、放鬆精軋螺紋粗鋼筋來達到放鬆目的。
此方法優點是：對施工裝置要求不高，且操作簡便，加快了放鬆速度。
樑端纜索退出分兩個階段：第一，利用軟接頭、硬牽引從φ150張拉桿僅能在反拉梁處帶帽到可以用捲揚機放鬆；第二，用捲揚機直接將纜索道管。分別見圖(三)、圖（四）。
樑端退出索道管，落在放索道後，塔端開始退索，用40t滑車吊點和塔吊共同作用通過特製吊具放索，見圖（五）。纜索全部放置於橋面上後，將纜索上盤存放。
3．3 調索及拆除施工主要裝置
斜拉索掛設與拆除根據斜拉索的技術引數及張拉方法、條件配備了相應的張拉千斤頂及配套油幫浦、張拉桿、撐腳、塔上40t吊點、25t汽車吊機、錨頭吊點、5t牽引捲揚機、10t吊具（哈夫夾具、軟吊帶）、錨頭與張拉桿間過渡套、施工滑道及小車等。6000kn、10000kn油壓張拉千斤頂主要技術引數如下：
ls600w型千斤頂：公稱張拉力6000kn，張拉液壓面積1193cm2，額定油壓50mpa ，工作行程250mm，回程油壓10mpa，回程力675kn，外型尺寸φ580×640，撐腳淨空尺寸φ430×730。
ycd1000調索千斤頂，公稱張拉力10000kn，張拉液奪面積2119.5cm2,額定油壓49mpa，工作行程40mm，回程液壓面積1236.375cm2,回程油壓10mpa。
每台千斤頂都配備了1臺zb4-500型電動油幫浦，配套使用常精密精度的油壓表。千斤頂、油幫浦、油壓表均必須進行編號、配套及標定後，按標定後的曲線供纜索調整索力時使用。
4 斜拉索pe護套修補
由於斜拉索經過2次放索、1次盤索、1次拆除、2次掛設等反覆過程，pe護套損傷個別比較嚴重，為了確保斜拉索pe修補質量，成立了專門修補小組，制定了如下措施：
⑴ 對現場放開的斜拉索進行嚴格的調查統計，將缺陷分為3類，即
a類：pe套破裂（縱向或橫向）鋼絲外露
b類：pe套劃2.5～4mm
c類：一般缺陷
⑵ 不同缺陷採用不同的修補方法，即對a類缺陷採用夾具焊接法修補，對b類缺陷採用熔敷法修補，對c類缺陷採用電烙鐵修補。
某斜拉橋掛索施工方案
目錄一 概述 1 二 總體施工工藝 2 三 主要施工方法 5 1 施工準備 5 2 斜拉索的製作 運輸 檢查驗收及存放 9 3 斜拉索提公升至橋面 9 4 斜拉索的塔端掛設 10 5 橋面放索 11 6 斜拉索樑端安裝 11 7 塔端軟牽引 13 8 塔端張拉 16 9 斜索力調整 17 10 斜拉...
纜索掛設與張拉施工總結
本橋採用稀索體系，共設斜拉索6對12根 不含備用索2根 各索採用ovmlzm7 451拉索，索體重量和索徑在全國比較少見，加之剛度大，對掛索施工極為不利。索面呈扇形布置，索在塔端豎向基本間距為2m，在樑端基本間距為20m。其中s1號索距主塔中心為70m。主塔柱從箱梁頂面向上高度為39m，其中塔頂錨固...
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